金陵科技学院运动控制系统课件第1篇第4章 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统.ppt

为了实现α=β配合控制，可将两组晶闸管装置的触发脉冲零位都定在90°。 当控制电压 Uc= 0 时，使 ?f = ?r = 90°，此时 Ud0f = Ud0r = 0 ，电机处于停止状态。 增大控制电压Uc 移相时，只要使两组触发装置的控制电压大小相等符号相反就可以了。 图4-11 配合控制电路 GTF—正组触发装置 GTR—反组触发装置 AR—反号器 是经过反号器AR后获得 图4-12 α=β配合控制特性 当控制电压Uc=0时，αf和αr都调整在90°。 在正转过程中始终保持αf= βr ，反转时应保持βf=α r 。 为了防止出现“逆变颠覆” ，必须形成最小逆变角βmin保护。通常取αmin= βmin=30 °。 4.2.2 V-M可逆直流调速系统的控制 1．配合控制的有环流可逆V-M系统 在采用α=β配合控制以后，消除了直流平均环流，但这只是就电压的平均值而言的， 由于整流与逆变电压波形上的差异，仍会出现瞬时电压 ud0f ud0r 的情况，从而仍能产生环流，这类因为瞬时的电压差而产生的环流被称为瞬时脉动环流。 瞬时电压差和瞬时脉动环流的大小因控制角的不同而异，以下分析三相零式反并联可逆线路的情况 ， 图4-13 配合控制的三相零式反并联可逆线路的瞬时脉动环流（ ） (a)三相零式可逆线路和瞬时脉动环流回路 (b) 时整流电压 波形 (c) ( 时逆变电压 波形 ) (d)瞬时电压差 和瞬时脉动环流 波形 直流平均环流可以用配合控制消除，而瞬时脉动环流却是自然存在的。 为了抑制瞬时脉动环流，可在环流回路中串入电抗器，叫做环流电抗器，或称均衡电抗器。 环流电抗的大小可以按照把瞬时环流的直流分量限制在负载额定电流的5%~10%来设计。 在三相桥式反并联可逆线路中，由于每一组桥又有两条并联的环流通道，总共要设置四个环流电抗器，另外还需要一个平波电抗器。 在α=β配合控制下，负载电流可以迅速地从正向到反向（或从反向到正向）平滑过渡，在任何时候，实际上只有一组晶闸管装置在工作，另一组则处于等待工作的状态。 移相时，如果一组晶闸管装置处于整流状态，另一组便处于逆变状态，这是指控制角的工作状态而言的。实际上，这时逆变组除环流外并未流过负载电流，它只是处于“待逆变状态”，表示该组晶闸管装置是在逆变角控制下等待工作。 只有在制动时，当发出信号改变控制角后，同时降低了ud0f和ud0r的幅值，一旦电机反电动势E|ud0f|=|ud0r|，整流组电流将被截止，逆变组才真正投入逆变工作，使电机产生回馈制动，将电能通过逆变组回馈电网。 当逆变组工作时，另一组也是在等待着整流，可称作处于“待整流状态”。 直流平均环流和瞬时脉动环流都属于静态环流，是两组可逆线路在一定控制角下稳态工作时出现的环流。 还有一种动态环流，仅在可逆V-M系统处于过渡过程中可能出现。 图4-14 配合控制的有环流可逆V-M系统原理框图 环流电抗器 平波电抗器 2．逻辑控制的无环流可逆V-M系统 逻辑控制的无环流可逆系统:当可逆系统中一组晶闸管工作时（不论是整流工作还是逆变工作），用逻辑关系控制使另一组处于完全封锁状态，彻底断开环流的通路，确保两组晶闸管不同时工作。 被封锁那组整流装置的移相触发环节应有配合控制所对应的输入控制信号，但其输出触发脉冲通过逻辑控制作用予以封锁，可以认为是移相触发环节处于“待工作”状态，可根据需要随时送出必要的脉冲信号。 图4-15 逻辑控制无环流可逆调速系统原理框图 DLC—无环流逻辑控制环节，ZC—零电流检测环节 主电路采用两组晶闸管装置反并联线路。 由于没有环流，不用设置环流电抗器。 仍保留平波电抗器 Ld ，以保证稳定运行时电流波形连续。 控制系统采用转速、电流双闭环方案。 电流环分设两个电流调节器，1ACR用来控制正组触发装置GTF，2ACR控制反组触发装置GTR。 1ACR的给定信号经反号器AR作为2ACR的给定信号，可以采用不反映极性的电流检测方法。 新增的关键部件是无环逻辑控制环节DLC，它按照系统的工作状态，指挥系统进行正、反组的自动切换。 逻辑切换的必要条件 ASR的输出信号Ui*代表了转矩方向， 反转运行和正转制动都需要电机产生负的转矩，正转运行和反转制动都需要电机产生正的转矩， Ui*的极性恰好反映了电机电磁转矩方向的变化。 采用Ui*作为逻辑控制环节的一个输入信号，称作“转矩极性鉴别信号”。 逻辑切换的充分条件 Ui*的极性已发生变化，表示了系统期望的转矩极性， 在实际电流方向还未改变之前，仍须保持原先的开放和封锁组别。 逻辑切换转折点的特征是电流降低到零。因此要把电流到零信号作为逻辑控制环节的第二个输入信号，称作“零电流检